แม่แรงไฮดรอลิก

การประยุคใช้ระบบไฮดรอลิกกับโรงงานอุตสาหกรรม           ระบบไฮดรอลิกส์มักถูกประยุกต์นำมาใช้ในงานอุตสาหกรรมต่างๆ ดังตัวอย่างต่อไปนี้ คำว่า“ไฮดรอลิกส์” (Hydraulics) เป็นคำที่เกิดมาจากการผสมกันของภาษากรีก ระหว่างคำว่า “Hydor” ซึ่งมีความหมายว่า น้ำ(Water)  และคำว่า“Aulis”ซึ่งมีความหมายว่า ท่อทาง(Pipe)ดังนั้นในอดีตเมื่อรวมคำทั้งสองเข้าด้วยกันแล้วคำว่า“ระบบไฮดรอลิกส์”(Hydraulics system)จึงหมายถึง ระบบการทำงานที่ใช้น้ำเป็นสารตัวกลางในการส่งถ่ายกำลังงานผ่านระบบท่อทาง เท่านั้น แต่ในปัจจุบันคำว่า“ระบบไฮดรอลิกส์”หมายถึง ระบบการทำงานที่ใช้ของเหลวทุกชนิดเป็นสารตัวกลางในการส่งถ่ายกำลังงานผ่าน ระบบท่อทางเพื่อไปทำให้เกิดแรงและการเคลื่อนที่ ตัวอย่างการใช้งานระบบไฮดรอลิกส์ได้แก่ ระบบเบรกในรถยนต์ เครื่องอัดขึ้นรูปชิ้นงาน รถแทรกเตอร์ แม่แรงไฮดรอลิกส์ เป็นต้น             ระบบไฮดรอลิกส์จะมีข้อได้เปรียบเมื่อเทียบกับระบบนิวแมติกส์ก็คือ ระบบจะมีขนาดที่เล็กกว่าในขณะที่สามารถสร้างกำลังงานในการออกแรงทำงานได้ มากกว่า การทำงานจะมีความถูกต้องแม่นยำมากกว่าระบบที่ใช้ลมอัด ทั้งนี้เนื่องจากใช้สารตัวกลางในการส่งถ่าย

          ในยุคปัจจุบันชีวิตความเป็นอยู่จำเป็นต้องมีเครื่องเอื้ออำนวยความสะดวก และช่วยในการทำงาน เพื่อให้เกิดความสบาย สบาย และทำงานได้อย่างมีความสามารถ ในการดำรงชีวิตและการทำงานนั้น สิ่งที่เราสัมผัสอยู่เป็นประจำ ๆ ก็คือการใช้ยานพาหะกันอยู่ประจำทุกวันจำเป็นต้องมีการดูแลและบำรุงรักษา เช่นซ่อมแซมจุที่ชำรุดเสียหาย การบำรุงรักษาพื้นที่ที่อยู่สูงจากพื้น ต้องมีเครื่องใช้ไม้สอยช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานขึ้นไปทำงาน ถ้าวัสดุอุปกรณ์นั้นไม่มีประสิทธิภาพอาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุได้ เพื่อป้องกันปัญหาดังกล่าว จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีสิ่งอำนวยความสะดวกที่จะช่วยให้การทำงานมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นเช่นแม่แรง ทางคณะผู้วิจัยจึงคิดสร้าง“แท่นยกล้อเอนกประสงค์” ขึ้นเพื่อที่จะอำนวยความสะดวกให้การทำหน้าที่บนที่สูง ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด แม่แรง           กำลังไฟฟ้าที่ถ่ายทอดทะลุตัวกลางที่เป็นอากาศหรือน้ำมันนั้น สามารถส่งผลออกมาเป็นแรงทางกลได้อย่างมหาศาล แท่นแม่แรงไฮดรอลิกส์รถยกจะแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ แบบไฮดรอลิกล้วน และแบบกึ่งไฮดรอลิก แท่นแม่แรงแบบไฮดรอลิกล้วนจะอาศัยหลักสัจธรรมในทางพลศาสตร์ของของเหลวภาย

            แม่แรงแยกส่วน หมายถึงการเอาแต่ละส่วนมาประกอบเข้าด้วยกัน ซึ่งจะไม่เหมือนแม่แรงแบบที่มีปั๊มและกระบอกอยู่รวมกัน ในท้องตลาดมีหลายยี่ห้อ เช่น Simplex Enerpac Powerteam จากอเมริกา Sunrun จากไต้หวัน แม่แรงแบบนี้จะมีแรงดันที่สูงมากประมาณ 10,000 psi หรือประมาณ 800 bar ความสามารถนั้นสามารถยกของที่มีน้ำหนักตั้งแต่ 5 ตัน ถึง 10000 ตัน แล้วแต่ละยี่ห้อจะผลิตออกมาจำหน่าย จะมีใช้งานตามโรงงานอุตสาหกรรม และ constructions  ดังภาพ จะมีส่วนประกอบไปด้วย กระบอกไฮดรอลิค แฮนด์ปั๊ม สาย และก็เกจวัดแรงดัน มีแรงดันในระบบที่สูงมากประมาณ 10,000 psi เวลาต้องการใช้งานเราก็นำแต่ละส่วนมาประกอบเข้าด้วยกัน อาจจะดูยุ่งยากต่อการใช้งานและการเก็บรักษา แต่มีข้อดีคือ การยืดหยุ่นในการใช้งาน มีขนาดให้เลือกมากมายสามารถยกได้ตั้งแต่5ตันถึง1000ตัน เวลาจะซื้อมาใช้งานเราก็มาจัดชุดประกอบก่อนว่าเราต้องการยกอะไร ต้องการยกกี่นิ้ว ระยะห่างของตัวแม่ปั๊มกับกระบอกไฮดรอลิกว่าต้องการห่างเท่าไหร่ เพราะเราต้องมาจัดสายไฮดรอลิคว่าจะเอากี่เมตร เพราะบางพื้นที่เราไม่สามารถเข้าไปไกล้กระบอกไฮดรอลิคได้ และเป็นการป้องกันอันตรายจากวัตถุที่

          เมื่อครั้งที่แล้วเราได้ทราบถึงความหมายและชนิดของแม่แรงกันไปแล้ว คราวนี้เราจะมาทำความรู้จักกับแม่ชนิดแรกนั้นก็คือ" แม่แรงระบบไฮดรอลิก "กันนะครับ            ก่อนอื่นเรามารู้จักกับระบบไฮดรอลิกกันก่อน ซึ่งผู้ที่คิดค้นระบบนี้ขึ้นมาก็คือ" แบลส ปาสกาล (Blaise Pascal, ค.ศ. ๑๖๒๓-๑๖๖๒) " เป็นนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ได้สรุปเป็นกฎไว้ว่า "ของเหลวภายในภาชนะซึ่งมีช่องทะลุถึงกันได้ ความดันในของเหลวที่ระดับเดียวกันจะต้องมีค่าเท่ากัน ในขณะเมื่อไม่มีการไหล" ความดันคือแรงต่อหน่วยเนื้อที่ ถ้ามีกระบอกสูบสองกระบอก มีขนาดใหญ่อันหนึ่งและเล็กอันหนึ่ง มีท่อต่อให้น้ำมันภายในกระบอกทั้งสองไหลถึงกันได้ เมื่อกดลูกสูบเล็กลงน้ำมันจะถูกอัดไปดันให้ลูกสูบใหญ่ลอยขึ้น ถ้าออกแรงกด P บนลูกสูบเล็กซึ่งมีพื้นที่หน้าตัด a จะเกิดแรงยก W ใต้ลูกสูบใหญ่ซึ่งมีพื้นที่หน้าตัด A ตามกฎของปาสกาล ความดันของน้ำมันที่ระดับเดียวกันในกระบอกทั้งสองต้องเท่ากัน นั่นคือ P/a = W/A ดังนั้น ถ้าลูกสูบใหญ่มีพื้นที่หน้าตัดเป็น ๑๐ เท่าของอันเล็ก แรงที่ใช้กดบนลูกสูบเล็กจะเป็นเพียงหนึ่งในสิบของน้ำหนักที่ต้องการยกทางลู